分析GPS系统在水利工程测量中的应用

摘要：GPS技术是当前水利工程测量中的一项重要技术革命，它的开发前景以及应用范围十分广阔。GPS因其所具有的特点:高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等，使得在测绘领域得到极大的发展和应用，促进了水利工程测量的发展。本文主要就针对GPS系统在水利工程测量中的应用来进行阐述。

关键词：GPS系统；水利工程测量；应用

中图分类号：TV 文献标识码：A

引言

在水利工程测量中，随着社会发展的不断提升，水利工程测量也不断地引进先进的测量方法和设备，也正是如此，社会生产力的提高所带来的影响也不断地深入我们的生产和生活当中。

现如今的GPS技术也在不断地发展，因此将GPS技术应用到水利工程测量中，有着诸多的优点，尤其以高效率、低成本、高精度、不需通视等特点，受到了很多用户的喜爱。GPS相对定位可以精确到厘米单位，因此可以说GPS定位是十分准确的，目前的RTK实时动态差分法可以在数秒内获得由基准站所发出的GPS高精度定位数据，这也预示着GPS技术将会大幅度的被应用到水利工程测量中去。

1、GPS技术概述及其在水利工程测量中发展现状

现如今水利工程测量已经受到越来越多的重视，寻求好的测量方法和测量技术也成为人们重点关注的对象。随着社会的发展，各种测量方法和测量设备也不断的被发现，GPS技术也就是在不断的发展中出现的。GPS技术在水利工程测量中，以其高效率，低成本，高精度，无须通视等特点受到人们的欢迎。在水利工程测量中得到不断的应用。

GPS其中文全称为全球卫星定位系统（Global Positing System），它是无线式导航系统，其系统基础为已经发射的地球卫星。我国测量采用的是美国发射的24颗导航卫星。通过测量地面三维坐标来实现导航或者定位。随着经济的发展，我国水利工程测量面临前所未有的机遇和挑战，而GPS测量技术又具有很多优点，所以，GPS测量技术在水利工程测量中得到了越来越多的应用。GPS技术在水利工程中的初级应用是：用GPS静态或者快速静态方法建立沿线总体控制测量；同时，在水利工程施工阶段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制。而更高一级的应用是在水利工程测量中采用RTK技术，即所谓的实时动态定位技术。它将在水利工程测量中具有更加广阔的应用前景。

随着我国国民经济的快速增长，水利工程建设迎来前所未有的发展机遇，这就对勘测设计提出了更高的要求。随着水利工程勘测设计行业软件技术和硬件设备的发展，水利工程勘测设计已实现CAD化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持；建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是水利工程勘测设计内外业一体化的要求，也是影响水利勘测设计技术发展的瓶颈所在。

2、GPS工作原理、组成及其特点

2.1、GPS技术工作原理

GPS系统是卫星导航地位系统，采用的方法为距离交会法，在使用的坐标系统中，GPS测量通常采用其中的两种：第一种是地固坐标系统，第二种是空间固定坐标系统。同时根据需要可以进行坐标系的转换，通过转换可以有效表达控制点位置，可以促进观测效果。

2.2、GPS组成

空间卫星群和地面监控系统是GPS系统的两大组成部分，此外，用户还应该具有卫星接收设备。现在就这三部分进行一下具体的说明：1）空间卫星群。空间卫星群是由均匀分布在6个轨道面上，之间夹角为600的24颗大约高为20万千米的GPS卫星群组成。其轨道和地球赤道的倾角约为550，通过这样的分布群可以保证接收4~11颗GPS卫星发送出的信号。2）地面控制系统。其组成是主控站1个，监测站5个，注入站2个。这三个部分都有其不同的作用，主控站用来计算卫星的星历以及卫星钟的修改参数等等，其依据是各个监测站的观测数据。注入站计算出来的修改参数送入注入站，注入站起到接收的作用。监控站是用来接收卫星信号的。这三者是相互联系，相互补充的。3）卫星接收设备。主要有接收机，数据处理软件，气象仪等组成，接收信号，并利用信号进行导航定位。

2.3、GPS技术的特点

GPS测量技术主要由七大特点，包括：定位精度高，观测时间短，测站之间无需通视，可提供三维坐标，操作简便，全天候作业以及功能多用途广等特点。这些优点保证了GPS测量技术的领先地位。其定位精度高体现在：在300mm到1500mm之间工程精密定位中，1小时以上观测的解算，其平面位置误差小于1mm；而测站之间无需通视这一特点一具解决了测量学中的难题，使接收的信号不受干扰；其用途可以体现在不但可以进行测量也可以用于测速和测时；GPS系统的自动化程度非常高，便体现了其操作方便的特点。

3、GPS技术在水利工程测量中的应用

GPS技术日前已经被广泛应用于世界中的各行各业，而水利工程测量也不例外，GPS技术在水利工程测量中也得到了广泛的应用。国内的众多人型水利工程都应用到了GPS测量技术。以下着重分析GPS技术在水利工程测量中的众多应用。GPS技术在水利测量中的应用主要包括:①GPS测量技术中的外业测量；②GPS中的布网工作；③实时动态测量技术的应用。

3.1、GPS的外业测量

在GPS的外业测量中，最重要的是选点。所选的点位对于保证正确的测量结果有着十分重人的影响，因此当GPS外业测量工作进行选点时，一定要做好充足的准备工作。GPS的观测工作，其中最主要的两个方而是无线安置方而与开机观测方而，这两个方而的GPS观测工作与普通的观测工作流程有着很大的不同。

3.2、GPS布网工作

GPS的布网工作主要包括:对线路以及相属的带状工程测量，例如引水工程等，人多所采取的布网方式是由点连式或者边连式而结构组成的联系发展三角锁同步图形，相对于工程枢纽地区对施工控制网以及变形监测网所采取的边连式或网连式的布网方式来说，采用点连式或边连式的布网方式能够大大加强网形的几何强度，如此一来才能够提高GPS控制网中所得到的数据的稳定性与精确性。

3.3、实时动态测量法

RTK工作的基本方式为:通过在已知的基准站中放置一台GPS接收机，将之设置为检测所有可见的卫星模式，进行搜索，通过无线电传送设备将接收机中所接收到的数据传送到流动站。当流动站接收到GPS卫星的数据后，还应当通过无线电来接收基准站的数据信息，通过这个方式，我们可以利用相对定位的原则来将基准站与流动站直接所发送的数据进行分析。同时，还应当将其本身所接收到的数据进行拆解，从而可以得出两个观测站之间的位置，并由此可以得出流动站所处的位置，并输出其三维坐标。这个方法可以对任意位置的流动站进行定位分析，因此可以说RTK是一种十分便利的定位方法。

结束语

随着我国当前经济的不断发展，以及西部人开发进程的不断加快，使得我国的水利工程的建设迎来了前所未有的发展机会，这也对勘测的技术提出了更高的要求。当然，随着水利工程相关技术的发展，其相应的软件和硬件技术也在不断的提高，产生了一批适合水利工程勘测的优秀软件。因此，当前的勘测技术应当致力于设备的改进和技术的升级，使得当前条件下的技术能够引进GPS技术。

参考文献

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